公路工程论文发表高性能混凝土应用分析

时间：2014-09-25 22:09:50 阅读量：0次 所属分类：科技论文

公路工程构造物包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、排水系统、安全防护设施、绿化和交通监控设施，以及施工、养护和监控使用的房屋、车间和其他服务性设施。本文发表在《安全与环境工程》上，文章论述了对公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析，是公路工程

　　公路工程构造物包括：路基、路面、桥梁、涵洞、隧道、排水系统、安全防护设施、绿化和交通监控设施，以及施工、养护和监控使用的房屋、车间和其他服务性设施。本文发表在《安全与环境工程》上，文章论述了对公路桥梁施工中高性能混凝土的应用分析，是公路工程论文发表范文，供道桥工程师参考。

　　摘要：高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土具有综合的优异技术特性，越来越多地引起了国内外材料界与工程界的普遍关注，在公路桥梁施工中也得到了广泛的应用。本文介绍了高性能混凝土优良的性能，对其配制要求进行了说明，阐述了其在公路桥梁工程中的应用，并对高性能混凝土的施工工艺中应注意的问题进行了说明。

　　关键词：高性能混凝土;公路桥梁;应用;稳定;优良

　　一、高性能混凝土的优良性能

　　(一)高强度

　　高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，在大跨度结构物允许减小断面的构件部位，应尽量采用强度高的混凝土。资料显示，混凝土强度从C40 提高到C80 时，造价约增加50%，而承载能力可提高1 倍左右。由于具有减小断面、降低结构物自重等优势，高强混凝土在国外发展很快。出于耐久性的考虑，高强混凝土又逐渐发展成高强度的高性能混凝土。

　　(二)高耐久性

　　高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。高性能混凝土是一种耐久性混凝土，耐久性可达上百年，是普通混凝土的3到10倍。混凝土的耐久性主要包括：抗渗性、抗蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碳化性、耐碱性等等。

　　(三)高体积稳定性

　　高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。混凝土具体的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重的会影响结构的安全。具体的体积稳定性可分为三类，一种是混凝土的凝结过程中变形现象，也叫收缩变形，另一种是混凝土在负荷后的体积变形，如后发生的弹性变形、蠕变变形等;还有一种是在温差作用下的体积变形，叫做温度变形。

　　(四)高工艺性

　　混凝土的性能是混凝土质量的重要保证。混凝土技术包括拌合、运输、水和振动压实作业等各种方式要求，在施工过程中不会产生分离，质量稳定，施工完成后的混凝土密实，质量均匀、平整、光滑的表面。

　　(五)应用经济性

　　虽然高性能混凝土在成本上比普通混凝土要高一些，但由于减小了截面尺寸，减轻了结构自重，降低了钢筋用量，这对自重占荷载主要部分的混凝土结构具有特别重要的意义。一般情况下，混凝土强度等级从C30 提高到C60，对受压构件可节省混凝土30%～40%，受弯构件可节省混凝土10%～20%，以年产15亿立方米混凝土中有20%采用高性能混凝土，以商品混凝土350元/m3 计算，可节约资金210亿元，具有巨大的直接经济效益。

　　总之，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

　　二、高性能混凝土的配制要求

　　(一)水泥

　　水泥高性能混凝土应采用矿物组成合理、细度合格的高标号水泥，还应注意尽可能选择标准稠度需水量较小和水化热较低的水泥，这样容易选择超塑化剂，并在较小的单位水量下获得良好的流动性。一般常用42.5 级以上的硅酸盐水泥。

　　(二)骨料

　　配制高性能混凝土的骨料与普通混凝土的要求不同，骨料本身的强度要高，一般选用花岗岩、硬质砂岩及石灰岩等。还需控制骨料的粒径、表面特征、用量、吸水率等指标。

　　(三)水灰比

　　配制高性能混凝土的重要措施是减小水灰比，使混凝土密实性提高，其强度和耐久性可显著增长。一般水灰比在0.3左右，用水量不大于160kg/m3。

　　(四)高效减水剂

　　高效减水剂是表面活性剂，可以大大提高水泥浆的流动性，使得低水灰比配制的混凝土具有高坍落度。同时，还能促进水泥的水化作用，提高早期强度。高效减水剂赋予混凝土高密实度即高强度、高耐久性，同时具有优异的施工性能。

　　(五)矿物掺合料

　　矿物质掺合料是高性能混凝土的又一必不可少组成材料。这类掺合料可以是优质粉煤灰、超细矿渣与天然沸石粉，或硅粉。可单独添加或同时并用，目的在于改善混凝土拌和物的流变性能，提高混凝土强度和耐久性。

　　(六)配合比设计

　　高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、集料外必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。用于桥梁尤其是大跨度桥梁的高性能混凝土应满足：水胶比≤0.4;强度≥41.4MPa;低徐变率。

　　三、高性能混凝土在桥梁工程中的应用

　　高性能混凝土应用于桥梁工程中，有其独特的优势，主要表现在：跨径更长;主梁间距更大;构件更薄;耐久性增强;力学性能加强。

　　高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积

　　稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程

　　建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命100 年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000 万元。不仅

　　效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。

　　四、高性能混凝土在公路工程中的应用

　　高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境。高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉;另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性(高流动、高粘聚性、高可浇注性)等优异性能。其配制的基本思想是:通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂。同时掺人一些经过处理的工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合高性能混凝土的优点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。但如果能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，而采用高流态(接近自流平)，坍落度达240~270mm 的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。

　　五、高性能混凝土施工工艺应注意的问题

　　(一)采用拌合性能好的搅拌设备

　　因高性能混凝土用水量少，拌合时较稠，水胶比低，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其他设备时需经过试验检测拌合物的均匀性。

　　(二)各种原材料的计量要准确

　　使出机口拌合物的工作度稳定、波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外, 一个重要的控制因素是砂石含水量,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土,在其稠度发生波动时,及时加以调整。

　　(三)采用机械运输和浇筑方法

　　用手推车运输及浇筑时不仅操作困难，而且保证不了道路桥梁施工的施工要求，高性能混凝土运输与浇筑宜采用罐车和泵送。

　　(四)做好保湿和保温工作

　　由于高性能混凝土水灰比小，必须在浇筑后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生。此外，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温度差异大出现温度裂缝，必须采取保温措施。

　　结语

　　公路和桥梁应用高性能混凝土进行施工，能够大大加强工程的质量，降低工程造价，高性能混凝土以其优良的特性，必然引起国内对其的研究。随着社会的发展,高层建筑、大跨桥梁、港口建筑等多种薄形结构大量涌现,国内外应用高性能混凝土建造的工程将越来越多,高性能混凝土的应用前景必然广阔。

　　参考文献

　　[1]陈学明，茅哲烽.高性能混凝土技术特点及应用[J].经营管理者，2009.8

　　[2]杨圣学.浅谈高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用[J].大科技：科技天地，2011.9

　　[3]吕作风.道路桥梁中高性能混凝土的应用[J].黑龙江科技信息，2010.1

　　公路论文发表期刊简介：《安全与环境工程》刊于1994年，由教育部主管、中国地质大学主办，是面向国内外公开发行的学术性科技期刊(双月刊)。本刊主要刊载内容包括：安全原理、安全防护、安全鉴定、安全技术;火灾与爆炸灾害控制、噪声与振动控制、尘毒控制;产业安全、机电安全、锅炉压力容器安全、交通运输安全;环境保护与可持续发展、全球环境变化、水资源保护、生态工程、固废处理、处置与利用、环境设备开发、环境信息技术等。读者对象，非常适宜科研院所科技工作者、大专院校相关专业师生、政府部门管理及决策者、厂矿企业相关专业技术人员及管理人员。